巧借5G设施,将北斗导航延伸至地下******
在雄安新区容东片区的地下停车场,看不到纷繁复杂的线路,大量装备都被“隐藏”在专门的机房里。机房的墙壁上放置着3个小盒子,既有合路器,又有北斗卫星导航室内分布单元,还有运营商的5G基站。在这里,一条线路连接楼顶上方,以获取北斗等卫星的定位信号;一条室分线路连接多个“小蘑菇头”,以实现地下停车场信号无缝覆盖。
在复杂如“迷宫”的地下停车场,找不到自己的车或者开着车找不到出口,是人们经常遇到的尴尬又让人头疼的事情。
如今,在“地上一座城、地下一座城、‘云’上一座城”的河北雄安新区(以下简称雄安新区),精准室内导航技术正在改变这一现状。雄安新区利用“5G+北斗”技术,低成本快速实现了区域地下空间准确定位与导航。即便是身处地下停车场,“智慧”定位导航系统也能够随时告知用户的具体位置,以及下一步该往哪走,让地下通行更加便捷、高效。
瞄准地下精准定位导航难题
人们的切身体会是,在室内尤其是地下开阔空间,定位导航服务远不如地上来得精准且持续。在接受科技日报记者采访时,北京邮电大学信息与通信工程学院副教授路兆铭直言:“当前的室内定位技术解决了定位服务‘有与无’的问题,但尚未解决‘服务质量有保障’的问题。”
当前,雄安新区“地下一座城”已经初具规模。除去高标准建设的、埋藏在地下的城市“大动脉”——城市综合管廊外,城市中地下停车场的面积也非常大。
例如,在雄安新区首个集中建成区——容东片区,众多小区、楼宇的地下停车场全部联通。在大规模的地下空间中,会有大量的人、车、物流动,初入其中很容易迷路,如何实现精准定位导航成为雄安新区“地下一座城”建设过程中面临的问题。
2022年,国家重点研发计划设立“交通基础设施”专项,在5G通信与信号定位领域有长期积累的北京邮电大学信息与通信工程学院,成为“雄安新区交通设施数字化建设示范应用”项目的牵头单位,展开“5G+北斗地下空间组合式定位导航”的课题研究。
作为上述课题负责人,路兆铭告诉记者,为了解决无法实现地下精准定位的难题,“5G+北斗地下空间组合式定位导航”课题组在立项时便设定了三个层级的目标:高精度车辆定位与导航、亚米级人员定位与导航、地上地下一体化无缝定位。
“项目结项时,我们要在雄安新区超大规模地下停车场内实现这三个目标的示范应用,这对我们来说是一个不小的挑战。”路兆铭表示。
北斗卫星信号赋能地下精准导航
“手机在室内有信号,不是靠室外的铁塔基站来实现,而是靠室内分布系统。”路兆铭告诉记者,这个系统并不神秘,就是人们经常在楼道或者家门口看见的那种“小蘑菇头”(信号增强器)。
在雄安新区容东片区的地下停车场,记者举目四望,看不到纷繁复杂的线路,大量装备都被“隐藏”在专门的机房里。机房的墙壁上放置着3个小盒子,既有合路器,又有北斗卫星导航室内分布单元,还有运营商的5G基站。在这里,一条线路连接楼顶上方,以获取北斗等卫星的定位信号;一条室分线路连接多个“小蘑菇头”,以实现地下停车场信号无缝覆盖。
现代楼宇建筑多由钢筋混凝土建成,室外信号被墙体“屏蔽”,需要室内分布系统进行信号的全覆盖。特别是2018年,工业和信息化部要求5G室内信号实现共建共享,运营商将各路信号“混”入统一由中国铁塔股份有限公司提供的关键设备——合路器中。这样,运营商的标准5G室内信号便被合路器分散给各个“小蘑菇头”,以实现信号扩增。
路兆铭科研团队成员“就地取材”,利用现有的4G/5G的室内分布系统,在5G基础设施上混搭北斗卫星导航信号,无需重建基础设施,只用一个简单的“加法”,就让北斗信号“混”入5G信号,构建出了一个精准的地下定位导航系统。
看似简单的操作,背后依靠的是融合定位算法的创新。“我们团队创新性地提出由信号SLAM(即时定位与建图)架构的‘5G+北斗组合式定位算法’,实现时空信息融合,使室内分布系统支持地下1米精度的定位与导航。”路兆铭表示。
从理论上来说,要给物体做空间定位,至少需要3个角度的观测值,而且观测值越多、定位越精准。“好比说,如果一辆车旁边站着10个人,每个人眼中车的位置都是1个观测值,那么当把10个观测值全部融合起来,车辆定位就会更精确。”路兆铭表示,“5G+北斗组合式定位算法”正是将北斗卫星导航信号、5G信号、加速度计等多源位置观测信息融合在一起,精确解算出车辆的当前位置。
除了创新定位算法,路兆铭科研团队还在算法的实际场景应用与优化方面做了大量工作。当技术成型后,2021年初,路兆铭科研团队先在北京邮电大学校园搭建环境进行了算法和技术验证,当年6月到雄安新区容东片区杏秋苑地下停车场搭建了试点,开展了为期一年的驻场技术研发和创新。在这期间,路兆铭科研团队解决了三四十种问题,例如异形路段、从地上到地下的定位与导航衔接等,使地下定位导航系统越来越适用于具体场景。
把导航服务送到更多地下停车场
随着大规模推广示范,目前地下定位导航系统已覆盖容东片区超过20万平方米的地下停车场。
利用“5G+北斗”定位导航技术,在雄安新区可实现停车场人员和车辆准确位置导航。路兆铭告诉记者,这套技术还可以被集成到百度地图、高德地图、雄安行等应用程序中,用户通过手机就能够实现精准定位导航。
路兆铭科研团队在容东片区地下停车场的测试结果显示,他们研发的地下定位导航系统,其室内导航定位精度在2米左右,可以实现找车位等功能。经测算,与此前技术方案相比,这套拥有完全自主知识产权的技术方案可以将整个建设成本节省50%以上。
“现如今,不光是容东片区,容西片区、启东区的地下空间也将推广使用这套地下定位导航系统。”路兆铭表示,作为在雄安新区示范应用的创新技术,这套地下定位导航方案未来还有望被推广至医院、商业综合体、地下矿区、航站楼等地上地下一体化的复杂场景中。
“雄安新区为技术创新提供了现实需求,更为创新技术应用提供了极好的验证平台。”路兆铭表示,借助雄安新区先进的设计理念和丰富齐全的场景需求,潜藏在论文里的新技术与方法得到了转化应用。
“未来,地下精准定位导航技术还将在河南、福建、广东等地不断推进建设。”路兆铭希望,能把精准定位与导航服务送到更多地下停车场中。(科技日报记者 何 亮)
台湾爱国组织联署反对麦卡锡赴台制造台海危机******
中国日报1月31日电(记者 张怡) 由台湾劳动党、统一联盟党等20多个岛内爱国党派、团体组成的"两岸和平发展论坛"30日发表声明,反对美国众议院新任议长麦卡锡赴台制造台海危机,呼吁争取台海和平的一线可能。
据媒体报道,麦卡锡将于4月窜台,对此,"两岸和平发展论坛"发表题为"反对麦卡锡来台,化解危机人民自救"的声明,称倘若麦卡锡真的来台湾,大陆势必将被迫采行更加强烈和直接的反制措施,届时恐怕将引爆第五次台海危机。
声明表示,去年佩洛西窜访台湾,完全没有给台湾人民带来任何好处,反而给台湾带来了动荡和不安。当时中国大陆军演从六个方向将台湾全面围岛,解放军首次进入台湾24海浬的海岸线内,常规飞弹首次穿越台湾,首次在台湾以东设置靶场,两岸军舰在高雄外海对峙最近距离甚至只有不到200公尺。受军演反制的冲击,共有18条民航航路受影响,数百架次航班需要绕道。在演习结束后,两岸兵凶战危、军事紧张常态化迄今仍未降温。
然而,因佩洛西来台湾而导致两岸关系紧张所造成的负面后果,却完全由台湾民众承担,佩洛西则只是一昧向台湾推崇美国国会通过的《芯片法案》,声称将推动美台之间的半导体芯片合作,导致台积电于当年12月赴美设立5纳米先进制程晶圆厂,大量台湾顶尖工程师和家眷举家搬迁至美国,严重造成台湾产业健康发展的隐患。佩洛西来台湾除了造成台海军事动荡,甚至还进一步掏空台湾。
"两岸和平发展论坛"在声明中指出,麦卡锡自诩为美国国会抗中议员的领袖,为了领导美国国内所谓的"抗中派",到台湾来表演一场,可以凸显其所谓强硬"挺台"与"抗中"的姿态,骗取在美国的选票和政治资本。届时麦卡锡为美国军火商游说台湾,要求台湾购买更多美国的昂贵军火也不无可能。麦卡锡为了个人政治利益,不惜牺牲台湾、再次制造台海危机。有媒体引述军事专家观点,认为此次大陆的反制措施将会"更加全面震撼",届时台海两岸和各方相对应的剧烈军事行动,一不小心便很有可能出现擦枪走火。
声明指出,不论是佩洛西还是麦卡锡,来台做秀一场对台湾人民只有百害而无一益,只会给已高度紧张的台海局势火上浇油。去年有近三分之二台湾民众不欢迎佩洛西来台做秀,然而不论是执政的民进党还是在野的国民党,都不敢正面拒绝美国政客来台。"两岸和平发展论坛"郑重呼吁,台湾不应当美国棋子,不应做美国政客的造势工具。
声明称,两岸分隔的局面是上世纪内战遗留下的历史问题,结束两岸敌对关系、完成国家统一是中国的内政,要求两岸和平交流与共同发展也是两岸同胞的共同愿望。面对兵凶战危的非常时刻,抢救和平、化解迫在眉梢的危机,是两岸同胞共同的利益和责任。为此,"两岸和平发展论坛"在全台湾发动联署,唤醒台湾人民的危机意识,汇聚强烈不满的民意压力,强力反对麦卡锡来台制造台海危机,以争取台海和平的一线可能。
(中国日报网)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)